机械原理课程设计报告书--四冲程内燃机设计

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1、 课程设计报告书 题目：题目：四冲程内燃机设计 学学 院院 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院 专专 业业 车辆工程车辆工程 学生姓名学生姓名 学生学号学生学号 指导教师指导教师 课程编号课程编号 课程学分课程学分 起始日期起始日期 2014.6.302014.6.30- -2014.7.112014.7.11 2 教 师 评 语 一、设计态度一、设计态度 严谨认真 较认真 不认真 二、二、设计报告设计报告书书 计算过程计算过程 完整 基本完整 不完整 计算结果计算结果 正确 基本正确 错误多 书面书面撰写撰写 规范 较规范 不规范 三、三、设计设计图图 结构设计结构设计 合理 基本合理 不

2、合理 制图水平制图水平 规范 较规范 不规范 图面质量图面质量 良好 中等 较差 四、综合设计能力四、综合设计能力 强 一般 较差 五、答辩五、答辩 清晰 基本清晰 不清晰 教师签名： 日 期： 成 绩 评 定 成绩： 优 良 中 合格 不合格 备 注 3 目录 一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 4 二、绘制内燃机机构简图 6 三、绘制连杆机构位置图 6 四、作出机构 15 个位置的速度和加速度多边形 .7 五、动态静力分析 .10 六、计算飞轮转动惯量（不计构件质量） .17 七、计算发动机功率 .18 八、对曲柄滑块进行机构部分平衡 .19 九、排气凸轮（凸轮）的轮廓设计 .20

3、十、四冲程工作内燃机的循环图 .27 参考文献 .29 4 一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 根据设计任务书，我们需要解决以下问题：凸轮的参数是多少？如何能让机构正常循 环工作？为了解决这个问题，我们需要对整个机构从运动及力学的角度分析。 首先，需要明确四冲程内燃机的工作原理：内燃机是通过吸气、压缩、燃烧、排气四 个过程不断重复进行的。如果在四个冲程里完成吸气、压缩、做功（燃烧、膨胀） 、排气 的循环动作，就叫做四冲程。相应的内燃机叫四冲程内燃机。 第一冲程，即吸气冲程。这时曲轴向下转动，带动活塞向下，同时通过齿轮带动凸轮 向下旋转，是凸轮的突起

4、部分顶开进气阀门，雾状汽油和空气混合的燃料被吸入气缸。 第二冲程，即压缩冲程。曲轴带动活塞向上，凸轮的突起部分已经转两个过去，进气 阀门被关闭，由于凸轮只转了1 / 4周，所以排气阀门仍然处于关闭状态。活塞向上运动时， 将第一冲程吸入的可燃气体压缩，被压缩的气体的压强达到 0.61.5 兆帕，温度升高到 300 摄氏度左右。 第三冲程是做功冲程。在压缩冲程末火花塞产生电火花，混合燃料迅速燃烧，温度骤 然升高到 2000 摄氏度左右，压强达到 35 兆帕。高温高压烟气急剧膨胀，推动活塞向下 做功，此时曲柄转动半周而凸轮转过1 / 4周，两个气阀仍然紧闭。 第四冲程是排气冲程。由于飞轮的惯性，曲柄

5、转动，使活塞向上运动，这时由于凸轮 顶开排气阀，将废气排出缸外。 四个冲程是内燃机的一个循环，每一个循环，活塞往复两次，曲柄转动两周，进排气 阀门各开一次。 图 1 1、已知条件： 活塞行程 H=220 (mm) 活塞直径 D160（mm） 活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e68 (mm) 5 行程速比系数 K1.08 连杆重心 C 2 至 A 点的距离 2AC l0.35 AB l 曲柄重量 1 Q135 (N)连杆重量 2 Q125 (N) 活塞重量 3 Q200（N）曲柄的转速 1 n640 (rpm) 连杆通过质心 C 2 的转动惯性半径 2 c 0.15 AB l ( 2 mm) 发动机的许用速度不均匀系数 1/90 曲柄不平衡的重心到 O 点的距离 OC l OA l (mm) 开放提前角 进气门：10；排气门：32 齿轮参数：m=3.5 (mm) ；=20； * a h=1 2 Z= 2 Z =14; 3 Z= 3 Z =72; 1 Z=36 凸轮 I 行程 1 h7 mm 凸轮 II 的行程 2 h= 6 mm 凸轮 I 的基圆半径 1 r= 55 mm 凸轮 II 的基圆半径 2 r= 60 mm 凸轮 II 的偏心距 2 e= 0 mm 凸轮 I 偏心距 1 e= 0 mm 2、